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1、智慧机房工程电源防雷接地分系统建设设计方案1.1.1 机房工程【设计要点】：建立安全、稳定、标准的机房环境并实施科学的机房管理手段，是计算机及通信行业风险防范工作的基础。现代化的机房工程是智能化建筑弱电系统的一个重要组成部分，是一个集建筑装饰学、电工学、电子学、美学、环境保护、安全防范技术、暖通净化技术、计算机专业、弱电控制专业等综合学科的系统工程。由于智慧医院弱电机房的环境必须满足计算机等各种微电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的特殊要求。所以，一个合格的现代化弱电机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充
2、性的机房。本次智慧机房工程主要涉及以下一些机房：消控室：住院楼一层（消防控制中心）；信息中心机房：住院楼地下一层（网络/服务器/存储机房）；住院楼汇聚间：住院楼地下一层（电脑集线机房）；医技楼汇聚间：医技楼地下一层（电脑集线机房*2）；肿瘤中心汇聚间：肿瘤中心地下一层（电脑集线机房）；呼叫中心：住院楼地下一层（电视及呼叫中心）；其他专业机房：交接间、电脑集线室等。机房系统设计的内容包括：l 机房结构装修系统；l 机房空调系统；l 机房新风系统；l 机房防尘、吸音；l 机房门禁、防盗系统；l 机房监控；l 机房配电；l 机房布线；l 机房防雷、接地系统；l 机房消防系统（由消防专业完成）；l 机
3、房灾害及防护设计1.1.1.1 对原设计的研读和优化建议通过对原设计图纸的研读，我们得知：l 通常机房的内部设计是在深化设计阶段完成的，所以原设计并未提供机房的详细设计；l 原设计规划了机房的位置，消控室、计算机中心机房、电视呼叫中心等主要机房均设置在病房楼的地下一层；原设计图纸需要深化的内容主要有以下一些：l 深化设计过程中要完成各个机房的内部设计，包括平面布置图、各立面图、顶面图、管线图、大样图、节点安装图等等；l 消防控制室以及信息中心机房需要出具三维立体图；l 在各机房位置无法调整的前提下，进一步优化管路走线，使之更加合理。1.1.1.2 机房设计思想智慧医院建设的指导思想和原则是：适
4、应当前业务需要，规模适当，逐步发展，保持先进。建成一个具有一定规模容量，技术较先进、功能齐全、运行高效、使用方便、安全可靠、质量优良，适应全方位、多层次需求的现代化办公网络。设计简单、结构灵活、可塑性好，便于更新调整和扩展升级。计算机房是信息中心的弱电系统和各类信息的中枢，它必须保证计算机设备能正常有效地工作。为使计算机设备能正常运行以及工作人员能有一个良好的工作环境，具备一个相应的机房工程系统是必不可少的。该系统包括空调、电力、照明、消防、环境监控、防静电、防雷击、室内装潢等方面的内容。因此，机房设计应具有超前意识和较高的科技含量，能够满足今后若干年业务发展的需要。我们在机房工程设计方面有两
5、个主要指导思想，一是一体化、另一个是功能区域模块化。机房一体化设计指的是利用一致的操作环境、统一的操作界面、集中的监视平台来构建一个统一风格、统一操作习惯的机房，真正实现机房指挥中心的作用。机房的模块化是指将机房的操作区、设备区、UPS配电区、气瓶间分隔开来，将需要精密空调提供服务的设备集中在一个空间内，减少空调设备的数量，更好的发挥设备的功效，减少消耗能源。另一方面将操作人员活动的区域与设备相对隔离开来，利用医院的中央空调对操作区提供舒适性空调服务。1.1.1.3 机房结构装修智慧医院的机房应是整个大楼安全性、可靠性要求最高、最重要的场所，机房内放置的计算机设备、通迅网络设备不仅因为高科技产
6、品而需要一个非常严格的操作环境，更重要的是它能否正常运作，对整个智慧医院机房系统的管理运行是至关重要的，因此机房的基本结构组合必须达到以下水准：有防尘、抗静电、阻燃、绝燃、屏蔽防漏水、隔热、保温、降噪等。在设计、施工、材料选择上均应重点考虑这些要求。我们本着科学、先进、经济的原则，对智慧医院机房进行设计。在本次工程中有众多的机房，各个机房功能不同、面积不同，因此需要按照实际情况对各个机房做平面功能布置设计。l 天棚吊顶是机房中重要的组成部分。吊顶上部安装着强电、弱电、线槽和管线，也安装着消防灭火的气体管路及新风系统风管。在吊顶面层上安装着嵌入式灯具、风口、消防报警探测器、气体灭火喷头。要求机房
7、吊顶必须防火、防尘、美观和易于拆装。因而在机房中广泛使用微孔金属吊顶。机房吊顶采用拉丝板吊顶，规格为600*600mm，安装高度为2700mm，为达到机房保温效果，在精密空调区吊顶内安装一层保温层。顶板为暗架式吊顶，是由拉丝板制成。顶板四周均有向上摺边以增强牢度。为增强吸音效果，可选用两种不同大小针孔带有或没有无纺纤维纸粘贴层的针孔板。该顶板色泽鲜明、清秀，着色坚固，漆面不脱落。微孔板既用于装饰、吸音，又在回风吊顶上用于回风。吊顶线条清新、自然，新潮又不凌乱。同时又便于拆卸。方形吊顶配嵌入式双管格栅灯具，灯具尺寸600*600毫米。灯具与吊顶尺寸配套。考虑照度均匀，灯具采用均布。吊顶顶板上需要
8、安装灯具、风口、烟感、温感探头、自动灭火喷头。因此设计上要综合考虑，使各系统管路纵横交错，排列有序。本次机房吊顶板建议采用乳白色。吊顶周边均采用L形修边角。周边顶板应精确下料，并与L形修边角衔接，连接紧密、平直。安装方法：1、根据同一水平高度装好收边饰条。2、根据方板及龙骨的宽度确定吊点，装上吊杆。3、把天花吊件装在吊杆上，并装好龙骨调整到适合位置。4、把天花板周边贴上单面胶后放入方格内即可。l 墙面、柱面机房墙面和柱面均采用优质彩钢板饰面贴合12mm石膏板。具有现代化机房发展所需要的防火、防火、遮音和隔热等性能，耐火性能达60分钟，达到A级标准。既可增加机房装修的档次，又经济实用。同时满足了
9、防尘、保温及消防的要求。消房钢瓶房间墙面采用刮瓷粉，刷三次乳胶漆（小桶环保乳胶漆）。机房墙面推荐采用彩色钢板墙面装饰。该彩色钢板墙板系列产品是具有国际先进水平的建筑内装饰、内隔断装饰材料。它将防火、隔音、坚固、美观、可拆御再组装等特点溶为一体，是机房墙面装饰优选材料之一。彩色钢板是分体式的，表材0.6烤漆钢板内衬石膏板采用C型轻钢龙骨为立柱固定装置，隔板之间宽度12mm压条，及55mm宽外盖条型式，标准单元墙板部件均可互换，在其中结构中能有自如地进行电气步伐。墙板厚度为76120mm等，可做防火等级组合。l 地面在原地面选用防水层+挤压式聚苯乙烯保温层+25厚水泥砂浆+防尘涂料的作法。这样可以
10、防止楼下屋顶结露，同时可起到提高机房洁净度的作用。机房主入口做一组可移动防滑坡板。在计算机机房的工程技术设施中，抗静电地板是一个很重要的组成部分，抗静电地板铺设在计算机机房的建筑地面上，抗静电地板上安装着计算机设备及其他电子设备，而在活动地板与建筑地面之间的空调可以敷设连接设备的各种管线。抗静电地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接、管路的连接及检修更换都很方便。敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。抗静电地板下空间可作为静压送风风库（也称为静压箱），通过带气流分布风口的抗静电地板将机房空调送出的冷风送入室内及发热设备机柜内，由于气流分布风口的的地板与一般抗静电地板有
11、互换性的特点，因此机房内能自由地调节气流分布。综上所述，建议安装抗静电全钢地板。该地板具有承重能力高，美观耐用等特点。 主要参数：1、厚度：38.5mm2、单元尺寸：600600mm3、集中承受力：2000-7000N4、分散承受力：15000-35000N/ m25、面板重量：10-12.5Kg6、电阻抗：107ohml 隔断墙工程隔断墙的特点：隔断墙不仅不承荷载，而且还要把自身的重量施加在楼板上。因此其自重应越轻越好考虑到计算机的更新换代及布局的变更和扩充，隔断墙应设计成易于拆除而又不损坏其它部分的建筑构造，隔断墙应具有一定的隔声、隔噪、防火、隔潮、隔热和减少尘埃附着的能力，在此方案中，走
12、道、研究室和配电间（UPS、精密空调间）采用彩钢板隔断，配电间（UPS、精密空调间）与主机房、监控值班室与主控室采用12mm钢化玻璃隔断，主机房与主控室隔断采用12mm铯基玻璃隔断。消房间采用砖墙隔断。既牢固美观又明亮通透，便于观察。l 隐蔽部分工程装饰工程中的隐蔽工程，我司将严格按照国家标准对隐蔽部分材料采取：A、墙体部分作防潮处理B、部分非阻燃材料必须涂刷防火涂料C、所有隐蔽用材必须符合机房用材性能指标，做到不起尘、阻燃、绝燃，不会产生静电，牢固耐用并无病虫害发生。l 色彩整个机房区大部分以淡蓝和淡灰为主色调，力求明快、现代感。1.1.1.4 机房空调系统根据GB50174-93电子计算机
13、房设计规范和GB2887-89计算站场地要求中规定机房的温湿度要求：计算机开机时机房的室内温湿度项 目级 别A级B级夏季冬季全年温 度20-2418-2215-30湿 度45%65%40%70%温度变化率5/h ，不结露10/h ，不结露适 度基本工作间（根据设备要求采用A级或B级）房 间辅助房间根据工艺要求确定备 注计算机停机时机房内的温湿度项 目级 别A级B级温 度535535湿 度40%70%20%80%温度变化率5%/时，不得结露10%/时，不得结露机房内的温度要求保持在：夏天222%；冬天202%，变化率5。相对湿度RH45-65%。洁净度A级。并建议在主机房安装高质量的空气净化器和
14、紫外线杀菌灯。机房空调采用下出风方式。 说明：该布局方式的优点是：由于送风口在活动地板下，根据需要合理安排送风口的数量及位置，既能满足计算机设备的需要，又能满足机房内工作人员的需要，采用活动地板下和吊顶上的空间分别作为送风库和回风库，可以节省大量的风管，减少许多工作量及建筑材料，同时增强了机房整体的美观性，其送风效果均匀合理，是目前机房建设中广泛采用的一种空调送风方式。1.1.1.5 机房新风系统我们在机房配置新风机房，希望对各区进行新风引进；以保证有一个健康的空气环境，使室内环境更清新、舒适。通过新风引进，各房间内应达到以下要求：1、足量的新风，能够达到：A 维持室内的正压；B排出室内不断产
15、生的空气污染物；C保证室内空气洁净，维持室内空气的健康品质；D给工作人员营造一个健康舒适的工作环境；2、新风净化效率须达到标准机房的净化要求；3、新风量不宜过大，以减少引进的新风给室温带来的影响；4、新风机使用维护简单易行，不需要频繁维护；1.1.1.6 机房防尘、吸音（1）弱电机房内部装修，材料应符合相关规定中的难燃材料和非燃材料，应能防潮、吸音、不起尘、抗静电等。（2）机房室内装饰应选用气密性好、不起尘、易清洁，并在温、湿度变化作用下变形小的材料，并符合下列要求：（3）墙壁表面应平整，减少积灰面，并应避免眩光。（4）四壁应涂不起尘的材料。（5）在机房顶面处理中，要增设屏蔽措施，即采用铝制金
16、属天花进行封顶；对机房的进出洞或孔，要预留并做衔接处理；对机房墙、顶、地间接缝处做衔接处理；机房大门采用金属弹簧门，并做好衔接处理。1.1.1.7 机房监控系统根据项目的实际情况及用户需求，本项目采用“集中监控”的监控模式，整个机房监控系统主要由机房内各种智能设备及探测器、智能模块、本地站监控系统、远程WEB浏览站组成；以下将进行详细介绍。机房监控系统结构拓扑图如下：监控系统能够在机房本地实现以下功能的监控，并且通过设定的形式，通过计算机网络、无线网络、手机网络将报警信号发送到指定的终端上：l 漏水检测l 精密空调监测l 机房门禁管理系统监测l 机房防盗监控l 机房监控l 机房供配电监测l 温
17、湿度检测l 消防检测1.1.1.8 机房配电系统l 系统概述机房供配电系统经机房配电柜向主机电源、外部设备、辅助设备、空调、照明、新风设备等提供相线、电压、频率及额定容量符合要求的交流电。本机房所采用的线制为三相五线制，其三相额定电压为380伏，单相额定电压为220伏。供电频率为50HZ。由大楼配电间提供两路电源，一路市电（大楼自备发电机为备用电源）供JP1动力配电柜，为UPS提供进线电源；另一路市电供JP2动力配电柜，作为维修插座、空调、新风系统、照明等的用电。JP3为UPS并机柜，并作为UPS输出总柜，为机房机柜设备的UPS配电柜JP4提供双路UPS电源。l 配电一个完善的计算机供配电系统
18、是保证计算机设备、场地设备和辅助用电可靠运行的先决条件，计算机房的建设及其他重要用电设备要求要建立良好的综合性的供配电系统。（1）计算机房系统供电计算机房设备由UPS电源供电，每台服务器机柜设二条2U自制电源条，其供电分别来自计算机房专用的UPS电源配电柜JP4，保证对计算机设备的不间断供电（特别是双电源设备），确保供电的可靠性和质量。UPS电源的主要用电设备包括：A 主机、网络设备、微机及服务器；B 计算机外设（如：磁盘机、磁带机、激光打印机等）；（2）配电柜配电柜采用放射式和树干式相结合的方式，使集中配电和分散配电（深入负荷区）结合的方式。机房配电柜主要元器件使用ABB器件，配电柜各相负荷
19、须均衡配置，其均衡度80 技术要求：消防报警系统与动力配电柜联动，当消防报警信号被确认后，用消防控制系统中手动应急按钮关掉动力配电柜及空调配电柜。各配电柜、箱设有N、G或PE汇流排。所有空气开关连接均用铜排。配电柜内各供电回路均预留备用供电回路，以便增容和维护使用。动力总柜、UPS输入输出柜输入端均安装进口电源防雷装置。在工作过程中，相线相线、相线中线、相线地线、中线地线都具有浪涌抑制模块全方位进行保护。（3）计算机设备配电计算机专用插座选用惠州雷士工业发展有限公司产品，该产品选用特殊工程塑料制成，具有阻燃、耐高温性能。插孔为国际通用性插孔。小型机等设备采用专用连接器。（4）临时用电配电临时用
20、电可通过墙面暗插获得（采用市电）。（5）电缆敷设，配管配线动力电缆敷设范围：动力柜前的各进线电缆及动力柜的设备配电电缆由乙方敷设。A所有电缆、塑铜线均敷设在金属线槽内，分支穿电线管，末端穿金属软管。B电线管、金属线槽均可靠接地。C全部电缆选用阻燃型电力电缆，全部电线采用阻燃塑铜线。l 不间断电源系统智能化系统是整个综合楼灵魂，整个机房集中了各子系统的核心设备，一旦出现停电将后果不堪设想，因此需要在机房设置不间断电源系统。在进行不间断电源设计时需要考虑UPS主机及电池的重量，考虑楼板的承重，防止设备太重导致楼板塌陷。不间断电源系统详细设计详见UPS不间断电源系统。l 照明照明的布局应符合机房美观
21、、位置重要性和设备位置需要来布局，从机房美观来考率，灯具的布局应均匀布置，即纵横方向保持一定距离，并根据机房的面积情况确定灯具的方向；从位置的重要性考虑；灯具应根据该位置的性质和作用来确定布置达到更好的效果；同时设备的位置需要也要考虑，避免阴影便于维护等因素。机房灯具材料的选择宜选择无启辉器或电子镇流器的灯具；带灯片、防玄光的灯具；能兼做空调器回风口的灯具；整体装饰性好的灯具；同时具有发光效率高的灯具。使用节能性日光灯照明，采用无眩光多隔栅灯棚，在距离地面0.8米处平均照明度不低于500LX。采用无眩光日光灯盘和日光灯管。在紧急情况下采用应急照明系统，采用带15分钟后备蓄电池的应急日光灯，应急
22、照明平均照明度为60LUX，在距离地面0.8米处平均照明度不低于5LX。本次工程采用600600 无眩光格栅灯均匀布置，详细布置见机房系统图纸。l 配线照明及辅助插座采用电线管穿塑铜线，灯具安装可靠接地，防止电磁污染。 动力设备选用耐火ZR电缆，在地板下金属线槽内敷设。地板下线槽管线的高度不应造成送风气流的阻滞和梗阻。计算机插座电缆全部采用ZR阻燃电缆，敷设在地板下金属线槽内。所有控制电缆必须穿电线管，电线管连接牢固，可靠接地。地板下电缆、电线敷设采取了全封闭方式，减少事故隐患，保障计算机设备安全，可靠运行。1.1.1.9 机房防雷直流工作接地1交流工作接地4安全保护接地4防静电接地10防雷接
23、地10机房设置接地系统采用大楼综合地。本工程的电力工程设计采用TN-S供电系统。为节省投资和保证最佳效果，系统科学合理、切实可行和施工方便，充分利用建筑物的各种结构条件，接地系统采取建筑物综合接地方式，接地电阻1。采用两个以上独立的直流静电释放回路，从大楼联合接地处引二条以上BVR-35mm2绝缘屏蔽电缆至机房内辅助等电位铜排（404），每平方米活动地板支撑脚 上引一根BVR-6mm2双色导线和铜排相连。所有金属吊顶板，墙面板均用BVR-4mm2双色导线和铜排相连。机房左右两套等电位铜排通过一根BVR-35mm2绝缘屏蔽电缆相连，保证电气通连，满足接地要求。1.1.1.10 机房接地智能建筑必
24、须有良好的接地装置以及良好的接地系统。在智能建筑的共用接地系统是以大楼基础接地为接地装置，以暗装的法拉第笼中的钢筋笼栅为接地系统的骨架，并将各种已与此笼栅做了等电位连接的设备金属外壳、金属管道、电气和信号线路的金属护套、桥架等连接到一起，构成了多种大小不同的金属接地（等电位连接）网络。在垂直方向上，最下层为大楼基础地，向上是各个楼层的楼层地，在楼层内设有机房接地母排（环形或接地线），信息系统首先接到机房接地母排上，然后由此引向楼层地，再经大楼接地骨架接到最地层的接地装置上。机房面积较大，在均压环较远处设备放置比较集中，应在该处设置机房设备等电位汇流排，在均压环与汇流排之间采用线缆连接，设备接地
25、以最近的距离连接到该等电位汇流排上。在机房的楼层弱电井内设置楼层弱电等电位汇集点，水平与楼层各个机房均压环连接，垂直采用线缆与下层弱电等电位汇集点联结，层层联结下传到大楼共用接地体（基础弱电接地点）。沿计算机机房、UPS机房等墙体四周静电地板下分别均布安装环行均压环，其截面为40mm x 4mm的铜排，该均压环距地面高约40-50mm，距墙800mm，并每隔1000mm在铜排上钻一个孔8，且用8mm膨胀螺丝与地面固定；均压环（330mm扁铜条）两根相接处钻四个6mm孔，用四个6mm铜螺丝相连；均压环除以上固定孔和连接孔外还必须留3-4个孔，根据设备外壳接地需要和避雷器接地需要在相应的位置上钻孔
26、连接。并采用BVR-500 35平方毫米铜导线将均压环至少两处连接到机房计算机专用接地上；机房内的防雷地、静电地、屏蔽地、直流地、绝缘地、安全保护等接地直接连接到均压环上。 1.1.1.11 机房静电防护在计算机机房的工程技术设施中，活动地板是一个很重要的组成部分，活动地板铺设在计算机机房的建筑地面上，活动地板上安装着计算机设备及其他电子设备，而在活动地板与建筑地面之间的空调可以敷设连接设备的各种管线。活动地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接、管路的连接及检修更换都很方便。敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。活动地板下空间可作为静压送风风库（也称为静压箱），通过带
27、气流分布风口的活动地板将机房空调送出的冷风送入室内及发热设备机柜内，由于气流分布风口的的地板与一般活动地板有互换性的特点，因此机房内能自由地调节气流分布。综上所述，建议安装特制抗静电活动地板。该地板具有承重能力高，美观耐用等特点。 同时配套使用风口板。主要参数：1、厚度：38.5mm2、单元尺寸：600600mm3、集中承受力：2000-7000N4、分散承受力：15000-35000N/ m25、面板重量：10-12.5Kg6、电阻抗：107ohm1.1.2 应急后备电源系统【设计要点】：UPS电源对于系统对于弱电系统的重要性不言而喻，尤其医院这样的场所，要求能够实现7*24小时的不间断运行
28、。所以采用UPS对弱电系统提供电源全保护是非常重要的。是保障其他智能化弱电系统发挥正常作用的必要条件。在每栋楼、每个独立机房、控制室等处设置UPS配电柜（智能化系统专用），每个楼层弱电间设置UPS配电箱，为智能化系统前端设备提供高质量的电源。1.1.2.1 对原设计的研读和优化建议通过对原设计图纸的研读，我们得知：l 原设计并未提供UPS系统的设计；原设计图纸需要深化的内容主要有以下一些：l 增加UPS深化设计，包括UPS数量、布置、容量、配线、管理等等；l UPS供电保护范围：机房内的弱电系统核心设备、接入层设备等等;l UPS的设置应该遵循集中/分散相结合的模式，不一定将所有需要UPS集中
29、设置实现所谓的“集中化”供电，应该根据实际使用需要，将有条件采用大规模UPS的用电设备纳入到大型UPS中集中供电，而对于分散的用电设备可以采用就地供电保护的模式，所有这些UPS利用SNMP协议接入网络，纳入到统一的平台进行集中监视和管理。1.1.2.2 UPS1.1.2.3 系统概述UPS（Uninterruptible Power System），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时
30、它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS不但直接用于计算机上，凡配有计算机的设备（如交换机、服务器等）、通讯系统、程控电话系统等，均使用UPS代替发电机作后备供电使用。UPS系统结构繁多。简单的UPS系统可以在计算机网络被关闭之前提供电源;比较贵的UPS则可提供与市电完全独立的电流隔离，并能保证偏高的电压永远也不会进入计算机、网络部件、通信设备等;对那些连1毫秒的故障都不容发生的设备，以及需要更换电池时的设备，则需要容错系统。1.1.2.4 UPS所面对的典型问
31、题网络问题不单单是由停电引起的。短暂的停电，电灯泡可能都不会闪烁一下，但是对其他设备来说，则会带来危险的后果。对计算机、网络部件和通信系统，电压偏高会引起电路故障，隐而不见的后果是最危险的：在这种情况下，娇贵的电子器件仍在工作，但是耗电偏高，导致元件过热，最终被烧坏。具体的电源问题包括以下一些：电压偏低：大约60%的停电是电压偏低造成的。这是最常见的问题，通常是用电大户用电过多所致。这意味着电压偏低不是用户，也不是供电商造成的。电压偏高：大约29%的停电是电压偏高造成的，是用电大户切换操作所致，一般会导致硬件故障。瞬变：大约8%的停电是瞬变所致。瞬变是非常短暂的电压偏高，可能比额定电压高出好几
32、倍，通过供电装置输入设备，从而引起数据传送错误，或者导致硬件损坏。凹陷：凹陷大大改变了理想的电压正弦波形。其后果是系统发生了*令人费解*的故障，或者数据传送错误。这些问题之所以发生，是有些设备（如带相移控制的灯光控制器等）不能提取纯正弦电流。断电：通常要区分断电是毫秒级断电还是几分钟或几小时断电。各种UPS都应该应付这两种断电。1.1.2.5 UPS系统设计l UPS确立容量UPS设备选型第一步工作是确立系统的容量，根据负载容量及性质，选择适当的UPS，既可保证UPS的供电质量，降低故障率，又可节省投资，提高经济效益。一般来说，UPS容量的确定主要是要满足当前负载的需要，同时，也要考虑几个因素
33、：（1）负载性质对UPS输出功率的影响。当前大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指负载功率因数为一0.8（滞后）时的值，而UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相关的，当负载为纯电阻性或电感性时，逆变器在额定机在功率下其有功功率将有所下降。所以在考虑UPS容量时，对不同的负载功率因数要进行功率折算，通常可作这样的估算：假设负载功率因数为一0.8（滞后）时UPS额定功率为1KVA，则当功率因数为一0.9和-1.0时，输出功率分别约为0.90.92kVA和0.740.77kVA。对于计算机类负载，只要负载的峰值系数在UPS允许的范围内，UPS基本上可以输出额定功率，对于电阻
34、性或电感性负载，则需酌情加大UPS容量。（2）UPS容量较负载不宜过大，使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。（3）UPS容量不宜过小，使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。根据目前一些UPS厂家推荐，UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。（4）在首期配置UPS容量时，应
35、适当考虑中远期发展趋势，并在选型中挑选可并机或多机运行的机型，以使中远期负载容量增大时，通过UPS并机扩大其输出容量。相应地，配置UPS输入输出配电屏时，应预留多台UPS的输入开关和中远期的负荷分路开关，以便于今后扩容。l UPS后备电池配置为保证电网停电时，也能利用UPS电源继续向计算机提供高质量供电，后备电池的配置尤为重要。当负载不允许被中供电时，各个机房内UPS电池后备时间应大于从市电中断到恢复的时间或到发电机组正常供电所需时间（前级供电系统配有发电机组），若此段时间较长，则应配置外接的长延时的电池组，但此时应确认UPS内部整流器有能力对外接大容量电池组进行充电，否则应配置外接充电器。电
36、池容量选择应遵循以下原则：即电池必须在后备时间内供电给逆变器，且在额定负载下，电池组电压不应下降到逆变器所允许的最低电压以下。在布置机房设备排列时，应尽量使电池组靠近UPS主机，缩短两者连线长度，增大连线截面积，以降低连线自感量和线路压降。电池组可安装在电池柜内，也可安装在敞开的电池架中，前者美观。整洁，但对楼板承重要求较高，后者可分散承重，且散热性好，但占地面积多，易积尘，给维护带来不便。电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。一般计算UPS电池供电时间，可以计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查出其放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算:放电电
37、流=UPS容量（VA）*功率因数/电池放电平均电压*效率如要计算实际负载放电时间，只需将UPS容量换为实际负载容量即可。1.1.3 防雷接地子系统【设计要点】：智慧医院内集中了多种形式的电子设备，尤其是网络中心机房和消防安保中心机房内更是密集的安装这大量的电子设备，这些设备的正常运转对于整个智能化弱电工程有着非常重要的意义。这些设备有些为大楼提供通讯、联网以及外部信息访问的通道、有些控制着大楼内重要机电设备的运行保证大楼环境的正常、有些起着安全防范的重要控制。这些设备大多由集成度非常高的集成电路控制，这些设备对于电压的变化、电流的波动非常敏感。同时这些设备对于供电要求非常高，突然的断电或者电压
38、冲击将对这些设备构成非常大的危害，同时这些设备的停止运转将会给整个医疗区域的正常运转带来不可估量的损失。针对以上这些问题，需要为智慧医院的智能化弱电系统提供一套高效的防雷接地系统。1.1.3.1 对原设计的研读和优化建议通过对原设计图纸的研读，我们得知：l 在原设计图纸上未能找到防雷接地系统的相关设计信息。原设计图纸需要深化的内容主要有以下一些：l 进行防雷接地专项深化设计，包括弱电系统接地、机房接地、系统避雷、信号避雷等内容；l 采用联合接地的形式，弱电系统自建接地干线，然后端接在强电专业指定的接地点上，电阻不大于4欧姆。1.1.3.2 系统概述雷电是自然界中一种特殊的、极为壮观的声、光、电
39、现象。这不仅在于它那划破长空的耀目闪电和令人震耳欲聋的雷鸣，更重要的是雷电给人类的生产生活带来了巨大的危害。防雷接地系统是一个牵涉非常广的系统，对于大楼内各种机电设备以及人员安全都有非常重要的意义。防雷接地系统不同于其他智能化弱电系统的投资效益马上能够得到体现，但防雷接地系统是一个保护性的系统，它的应用价值只在发生雷击或者电源故障时才能体现。所以目前很多现代化建筑的建设过程中经常忽略防雷接地系统的建设，带来了不少的危害，其中有些危害会带来非常巨大的。1.1.3.3 环境介绍根据资料显示，北京的平均年雷暴日36.76天，属雷暴活动频繁的多雷区。此次建设的智慧医院建筑物较高，尤其是住院楼9层，周围
40、环境较为空旷，有一定雷击危险。1.1.3.4 雷电介绍l 雷电的形成（水滴碰撞学说）人类赖以生存的地球不单是一个磁体，而且还是一个携带有54104C负电荷的球体。在炎热的夏季，地面的含水的空气受到炽热的烘烤后会产生强烈的对流运动。这些含水的上升气流在高空遇冷形成水滴、冰雹（称水成物），水成物在地球强大的静电场作用下被极化，此时负电荷在上，正电荷在下，它们在重力的作用下开始下落，在下落的过程中与上升的云粒子发生碰撞，水成物下部所带电荷转移到云粒子上，随着对流运动的加剧，水成物上端的正负电荷逐渐分离，最后形成带负电的水成物在云层的下部，带正电荷的云粒子在云层的上部，形成的雷云空间电场与地球的空间电
41、场一致，电场强度的加强引起更加剧烈的对流分离作用，随着时间的推移，雷云积蓄的电荷越来越多，产生强烈放电的可能性随之俱增，当雷云积累的电荷与附近其它物体形成的电场达到一定的强度，就产生了强烈的瞬时火花放电现象，这就是闪电。l 雷击的分类根据雷电对设备可能产生的危害形式划分为下列几类：直接雷击指在雷暴活动区域内，雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构架物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。感应雷击指雷云之间或雷云对地之间放电时，在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电
42、压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。雷电过电压侵入当直击雷或感应雷加载到导线或金属管道上，这种过电压会沿着导线或金属管道从远处雷区或防雷保护区域侵入建筑物内部或设备内部，引起设备的损坏。另外还有操作过电压，由于电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，因此当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。1.1.3.5 雷击的防护1）大楼通过建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间
43、与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法拉第笼式接地系统，它是消除地电位反击有效的措施。2）通信电缆线槽及地线线槽采用金属屏蔽线槽，且需做等电位连接。其布放应尽量远离建筑物立柱或横梁，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能与建筑物立柱或横梁交叉。3） 进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在不同的防雷分区交界处，以及终端设备的前端根据IEC1312雷电电磁脉冲防护标准，安装上不同类别的电源类SPD以及通讯网络类SPD（SPD瞬态过电压保护器）。SPD是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电
44、压的有效手段。SPD由强电专业在配电中设置。l 雷击损坏设备的渠道雷击对于设备的损害主要有以下几个途径：直击雷雷电直接击中地面建筑物，然后经接地装置泄放入地。雷击全过程包括首次雷击、后续雷击和长时间雷击，首次雷击的幅值最大，后续雷击的陡度最大，按照GB50057-94建筑物防雷设计规范附录六“雷电流”中的相关规定，雷达站按二类防雷建筑物设计，其首次雷击、后续雷击的相关数据如下表：首次雷击和后续雷击的雷电流参量表首次雷击后续雷击备 注电流幅值I（KA）15037.5波头时间T1（us）100.25半值时间T2（us）350100平均陡度I/ T1（KA/us）15150根据我国对年平均雷暴日大于
45、20天的地区统计强度概率公式为LgP=-（1/108）*I的统计计算所得的概率表如下：雷电流（KA）150100654024概率P3%11%36%70%85%感应雷本方案所涉系统外部防雷系统接闪直击雷通过引下线时引起大楼内部各种线缆感应产生感应过电压，导致设备损坏。传导雷等。l 防雷系统部分参数的计算如下图所示，当避雷针引雷入地时，雷流i将沿引下线泄放入大地，此时测试点的电位可用下式表示： Ux=Ul+Ur=Lohdi/dt+i（r+R）式中：Lo -引下线单位长度电感（H/m）通常L0=1.67H/mh -测试点离地面高度（m）i -通过引下线的雷电流（KA）r -测试点至接地体电阻（）R
46、-接地电阻（）di/dt -雷电流的陡度设Lo=1.67H/m，r=0，R=10，h=10m，di/dt=100KA/2.6s则UL=1.6710100/2.6=642.3（KV）UR=10010=1000KVUX=1.642MV此时的地电位升高至1兆伏以上，而测试点的电位高达1.642MV将对电子设备造成高电位反击而损坏电子设备。避雷针引雷时，由于接地体高电位在地面造成的跨步电压对人体可能产生危害。通过避雷针引下线上的大电流，使其附近平行金属导线上产生的感应过电压：当避雷针引雷后，在其引下线周围产生的感应电磁场将波及到附近的平行导线上，从而产生感应过电压Um，可表示为：Um=0.2（LN（1000/a）-1/2）di/dt10-6 （KV/m）设a=10m，di/dt=100KA/2.6s则 Um=31.6（KV/m）以避雷针为中心的不同半径范围内的平行导线感应过电压列于下表：a （m）510100200300400500600Um（kv）36.931.613.908.505.43.201.490.08由此可见，以避雷针为中心的500米半径范围内的微电子设备均会遭受到数千伏的这种感应过电压破坏。据有关实例记载，即使并非设备所处大楼顶上的避雷针引雷，雷闪落于附近数公里外的地面，或是天空云际之间发生雷闪放电，都会酿成电子设备损坏。